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Sistema termodinâmico, tipos de sistemas e definição

Sistema termodinâmico, tipos de sistemas e definição

Um sistema termodinâmico é uma parte do universo físico com um limite específico para observação. Esse limite pode ser definido por paredes reais ou imaginárias.

Um sistema contém o que é chamado de objeto de estudo. Um objeto de estudo é uma substância com um grande número de moléculas ou átomos. Este objeto é constituído por um volume geométrico de dimensões macroscópicas submetidas a condições experimentais controladas.

Um sistema termodinâmico pode sofrer transformações internas e trocar energia e / ou matéria com o ambiente externo.

Definição de sistema termodinâmico

Um sistema termodinâmico é definido como uma quantidade de matéria ou uma região no espaço em que a atenção é focada na análise de um problema.

Tudo o que faz parte do exterior do sistema é chamado de ambiente ou ambiente. O sistema é separado do ambiente pelo limite do sistema.

O limite pode ser fixo ou móvel. Um sistema e seus arredores juntos.

Tipos de sistemas termodinâmicos

Dentro da termodinâmica, existem os seguintes tipos de sistemas:

Sistema aberto

Um sistema está aberto se permitir um fluxo com o ambiente externo através do seu limite. A troca pode ser energia (calor, trabalho, etc.) ou matéria.

Um exemplo de sistema aberto é uma piscina cheia de água. Na piscina, a água pode entrar ou sair da piscina e pode ser aquecida por um sistema de aquecimento e refrigeração por vento.

Sistema fechado

Na termodinâmica, um sistema é fechado se permitir um fluxo de energia com o ambiente externo, através de seus limites (através do calor e / ou trabalho e / ou outra forma de energia), mas não de massa. 

Um exemplo é um cilindro mantido fechado por uma válvula, que pode aquecer ou esfriar, mas não perde massa (enquanto o próprio cilindro se comporta como um sistema aberto se abrirmos a válvula).

Sistema isolado

Diz-se que um sistema está isolado se

  1. Não permite a troca de matéria com o ambiente externo.

  2. Não permite a transferência de energia com o ambiente externo.

Um exemplo é o universo. A maioria dos astrônomos também considera o universo como um sistema isolado. Não permite a entrada ou saída de matéria ou energia.

Outras subdivisões

Cada um desses sistemas ainda pode ser esquematizado devido à sua complexidade interna, existe a possibilidade de subdividi-los em subsistemas menores. Dessa forma, obteremos que um sistema aberto, adiabático aberto, fechado, adiabático e isolado possa ser:

  • Sistema termodinâmico simples. Um sistema é simples se for limitado por um limite, dentro do qual não existem outras paredes.

  • Sistema termodinâmico composto. Um sistema é composto se for delimitado por um limite, dentro do qual existem outras paredes.

Os sistemas também podem ser classificados de acordo com sua homogeneidade. Desta forma, falamos de sistemas:

  • Sistemas homogêneos, nesses sistemas as propriedades macroscópicas são as mesmas em qualquer lugar.

  • Sistemas heterogêneos, quando o acima não ocorre. Por exemplo, um líquido na presença de seu vapor.

O que significa que um sistema está em equilíbrio termodinâmico?

Um equilíbrio termodinâmico é um estado no qual um sistema termodinâmico tem um equilíbrio térmico e mecânico e uma reação de equilíbrio.

O estado de equilíbrio termodinâmico é determinado por variáveis ​​intensivas. Os parâmetros intensivos são variáveis ​​termodinâmicas que não dependem do tamanho do sistema. Por exemplo, pressão e temperatura.

Uma variável extensa é uma variável que depende do tamanho do sistema. Por exemplo, o volume.

Embora o nome "estado de equilíbrio" sugira o contrário, esse estado não é atingido espontaneamente em todos os sistemas isolados. Muitos 'sistemas químicos' não atingem seu estado de equilíbrio ideal, porque a reação química que deve levar a esse equilíbrio carece da energia de ativação necessária.

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Data de publicação: 19 de dezembro de 2017
Última revisão: 17 de junho de 2020